利用太陽的力量——可再生能源領域的誘人選擇。圖像處理元件對于制造商在競爭激烈的市場中優(yōu)化生產工藝具有決定性的作用。
有限的石油資源迫使全世界人們的觀念發(fā)生變化，這大大刺激了可再生能源行業(yè)的發(fā)展。因此，提高組件轉換效率和使用壽命是當今太陽能組件開發(fā)和制造所面臨的關鍵挑戰(zhàn)。
為了確保在長期使用期間保持穩(wěn)定和高效，太陽能組件現(xiàn)在和將來都必須達到最高的質量標準。在這方面，工業(yè)圖像處理元件可發(fā)揮重要作用——不只是通過圖像處理控制裝配機械手。
千里之堤，潰于蟻穴
光伏組件制造商必須在從硅片進料到太陽能組件交貨的整個制造過程中，確保穩(wěn)定的高品質。半導體材料內部即使只有最微小的裂縫，也可能會在生產期間形成裂紋，從而導致昂貴的停機時間成本。
在運行期間，太陽能板需要承受劇烈的溫度變化以及其他極端環(huán)境因素。在這些條件的作用下，未探測到的微裂紋可能會很快導致電池片發(fā)生故障，造成組件轉換效率降低或使用壽命縮短。這足以促使那些身處此激烈競爭市場的制造商們尋求不僅能夠降低加工成本和縮短制造時間，而且也能提高組件質量的解決方案。越來越多的事實表明，自動化光學檢測系統(tǒng)正是該應用而不二選擇。整個制造過程均可使用工業(yè)相機、視覺傳感器等圖像處理元件，從而顯著降低了生產成本。
硅片是怎樣變成太陽能組件的
硅片由單晶或多晶半導體坯料制成，即通常所說的晶錠。首先，將晶錠切割成剃須刀片一樣薄的硅片，作為電子組件的基片。在硅片制成為具有導電性的太陽能電池片之后，再將數(shù)只電池片串焊在一起并與鋼化玻璃和薄膜進行層壓封裝，形成具有耐候性的電池模組。將電池模組裝框，就得到了可用于發(fā)電的太陽能組件。
硅片缺陷在生產期間的早期識別
硅片成為太陽能電池片需要經過若干道生產工序。為了實現(xiàn)制造過程的成本最優(yōu)化，盡早發(fā)現(xiàn)存在缺陷的產品至關重要，以免進入下一道工序造成不必要的成本增加。檢查必須從硅錠開始。輪廓有缺陷嗎?邊緣有損壞嗎?硅片有染污嗎?光學圖像處理能夠回答這些問題。另外，精確的尺寸對于后續(xù)加工也很重要。
例如，可以使用VeriSens? XC系列視覺傳感器對邊緣進行長度檢驗。這些使用方便的傳感器可以在同一道檢查工序中確定各邊的夾角是否符合要求。為了獲得高精度的圖像估算，這些傳感器的分辨率高達200萬像素，并采用全集成閃光控制器和C-Mount接頭。
FEXLoc?專利技術確保了360°零件定位——這意味著現(xiàn)在可以通過對硅片在視覺傳感器內的實際位置進行修正，來對那些沒有正確安裝在裝配線上的硅片進行監(jiān)控。
VeriSens? XC系列視覺傳感器和HXG或SXG系列相機等工業(yè)圖像處理元件能夠降低太陽能組件的制造成本。
檢查晶體結構，確保長期穩(wěn)定工作
晶體結構的質量對于組件轉換效率和使用壽命有著直接而重要的影響。因此，在制造過程中及時識別出存在缺陷的組件尤為重要。裂縫或結構不規(guī)則可以采用電致和光致發(fā)光測量方法進行探測。當通電(電致發(fā)光)或用短波光線照射(光致發(fā)光)進行激發(fā)時，硅會發(fā)出接近紅外光譜的光。具有微裂縫或裂紋等缺陷的材料會發(fā)出較強的光，而如果電池片之間的接觸發(fā)生故障，則根本不發(fā)光。通過對圖像進行分析，能夠得出每塊硅片的完整性和效率。發(fā)射光的波長(900納米以上)不僅人眼不可見，而且對于所用的相機也是一個挑戰(zhàn)。相對于采用砷化銦鎵或深耗盡層傳感器的高成本低分辨率相機，特別進行了近紅外區(qū)(NIR)優(yōu)化的工業(yè)相機是一個具有良好性價比的替代方案。例如，堡盟HX系列相機進行了NIR光譜最優(yōu)化，對于900納米以上的波長，比以前采用的硅傳感器型號更加靈敏。400萬像素HXG40NIR的1:1縱橫比特別適合只用一幅圖像即可完成檢查的正方形電池片。
